一种基于MCU芯片的智能电动牙刷及其工作方法与流程

一种基于mcu芯片的智能电动牙刷及其工作方法
技术领域
1.本发明属于电动牙刷技术领域，具体地涉及一种基于mcu芯片的智能电动牙刷及其工作方法。


背景技术：

2.电动牙刷是由瑞士医生philippe-guy woog发明的一种牙刷，通过电动机芯的快速旋转或振动，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝，与此同时，刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有按摩效果，可以更彻底清除牙菌斑、减少牙龈炎、牙周病和牙龈出血等口腔疾病，是目前普遍流行的日用品。
3.众所周知，每个人都应使用自己专用的牙刷，再亲密的人都要切忌共用一支牙刷。因为个人专用牙刷，哪怕细菌再多，也是源于自己口腔，只要身体免疫力正常，一般不会导致疾病，而共用则容易交叉感染。然而，为了提升电动牙刷的性价比，吸引客户购买，商家在售卖电动牙刷时普遍会配置至少两个分离式牙刷头，以便客户在购买后可为每个家庭成员分配一个牙刷头，实现共用电动机芯的目的，但是这样存在家庭成员误使用别人牙刷头的风险，极易感染疾病。
4.微控制单元(microcontroller unit，mcu)又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central process unit，cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)、usb（universal serial bus，通用串行总线）和a/d转换等周边接口，甚至lcd（liquid crystal display，液晶显示器）驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、pc外围及遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达和机器手臂的控制等，都可见到mcu芯片的身影。如何将mcu芯片应用到电动牙刷中，实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，是本领域技术人员进一步亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有电动牙刷在售卖后存在家庭成员误使用别人牙刷头的风险和极易感染疾病的问题，本发明目的在于提供一种基于mcu芯片的智能电动牙刷及其工作方法，可实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。
6.第一方面，本发明提供了一种基于mcu芯片的智能电动牙刷，包括有手柄体和至少一个分离式牙刷头，其中，所述至少一个分离式牙刷头中的各个分离式牙刷头能够分别与所述手柄体组装成牙刷，所述各个分离式牙刷头分别内置有用于唯一标记对应牙刷头的无源标签；所述手柄体包括有筒状外壳、按键模块、人体特征采集模块、阅读器模块、柔性电路板和电机，其中，所述筒状外壳的一端设置有轴孔，所述按键模块和所述人体特征采集模块分别嵌设在所述筒状外壳的外表面上，所述阅读器模块、所述柔性电路板和所述电机分
别设置在所述筒状外壳的内部，所述柔性电路板布置有基于mcu芯片的控制电路，所述电机的输出端伸出所述轴孔，以便可拆卸连接所述分离式牙刷头；所述按键模块，通信连接所述控制电路，用于将生成的牙刷启动指令传送至所述控制电路；所述人体特征采集模块，通信连接所述控制电路，用于将采集获取的人体特征信息传送至所述控制电路；所述阅读器模块，通信连接所述控制电路，用于阅读位于当前在用刷头中的无源标签，获取对应的标签信息，并将该标签信息传送至所述控制电路，其中，所述当前在用刷头是指当前与所述电机的输出端可拆卸连接的分离式牙刷头；所述控制电路，通信连接所述电机的受控端，用于在收到所述牙刷启动指令后，根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，若是，则中止向所述电机发送启动控制信号，否则向所述电机发送所述启动控制信号，以便通过所述电机驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
7.基于上述发明内容，可提供一种能够自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的电动牙刷方案，即通过在各个分离式牙刷头中内置用于唯一标记对应牙刷头的无源标签，以及在手柄体中配置筒状外壳、按键模块、人体特征采集模块、阅读器模块、电机和基于mcu芯片的控制电路，可使该控制电路能够根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，以便在是时中止通过所述电机驱动当前在用刷头执行刷牙动作，从而可以实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。
8.在一个可能的设计中，所述手柄体还包括有提示模块，其中，所述提示模块的受控端通信连接所述控制电路。
9.在一个可能的设计中，所述手柄体还包括有可充电电池和充电接口，所述柔性电路板上还布置有充放电电路、稳压电路和电池电量检测电路，其中，所述可充电电池设置在所述筒状外壳的内部，所述充电接口嵌设在所述筒状外壳的外表面上；所述可充电电池电连接所述充放电电路，所述充放电电路分别电连接所述充电接口和所述稳压电路，所述稳压电路的输出端电连接所述控制电路的供电端；所述电池电量检测电路的输入端电连接所述可充电电池，所述电池电量检测电路的输出端通信连接所述控制电路的输入端。
10.在一个可能的设计中，所述人体特征采集模块采用气敏传感器，并嵌设在所述筒状外壳的且靠近牙刷头的一端外表面上。
11.在一个可能的设计中，所述阅读器模块包括有第一环形天线和阅读器电路，其中，所述第一环形天线设置在所述筒状外壳的且靠近牙刷头的一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述阅读器电路布置在所述柔性电路板上且电连接所述第一环形天线，所述阅读器电路通信连接所述控制电路。
12.在一个可能的设计中，所述无源标签包括有第二环形天线和标签电路，其中，所述
第二环形天线设置在所述分离式牙刷头的且靠近手柄体的非刷毛体一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述标签电路内置在所述分离式牙刷头的非刷毛体中部，并电连接所述第二环形天线。
13.在一个可能的设计中，所述阅读器模块采用电感耦合原理，并通过工作频率选择方式和/或工作功率控制方式使阅读距离不超过5cm。
14.在一个可能的设计中，所述控制电路采用型号为hc18p015ao的mcu主控芯片及其外围电路。
15.第二方面，本发明还提供了一种智能电动牙刷的工作方法，所述智能电动牙刷采用前述第一方面或任意可能设计所述的智能电动牙刷，所述工作方法由所述智能电动牙刷中的且基于mcu芯片的控制电路执行，包括：在收到由按键模块传来的牙刷启动指令后，启用阅读器模块阅读位于当前在用刷头中的无源标签；在收到由所述阅读器模块传来的标签信息后，根据该标签信息从本地存储单元中查找是否存在预先绑定的人体特征样本信息；若存在，则启用人体特征采集模块对当前牙刷使用者进行人体特征采集；在收到由所述人体特征采集模块传来的第一人体特征信息后，对该第一人体特征信息与所述人体特征样本信息进行匹配对比，得到匹配结果；若所述匹配结果指示不匹配，则判定所述当前牙刷使用者误用牙刷头，中止向电机发送启动控制信号，否则判定所述当前牙刷使用者未误用牙刷头，向所述电机发送所述启动控制信号，以便通过所述电机驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
16.在一个可能的设计中，在根据该标签信息从本地存储单元中查找是否存在预先绑定的人体特征样本信息之后，所述方法还包括：若不存在，则启用人体特征采集模块对当前牙刷使用者进行人体特征采集；在收到由所述人体特征采集模块传来的第二人体特征信息后，等待所述按键模块发送新的指令；在按期收到由所述按键模块传来的绑定确认指令后，将所述第二人体特征信息与所述标签信息绑定存储在所述本地存储单元，以便将所述第二人体特征信息作为与所述标签信息对应的人体特征样本信息；向电机发送启动控制信号，以便通过所述电机驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
17.本发明的技术效果：（1）本发明创造提供了一种能够自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的电动牙刷方案，即通过在各个分离式牙刷头中内置用于唯一标记对应牙刷头的无源标签，以及在手柄体中配置筒状外壳、按键模块、人体特征采集模块、阅读器模块、电机和基于mcu芯片的控制电路，可使该控制电路能够根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，以便在是时中止通过所述电机驱动当前在用刷头执行刷牙动作，从而可以实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续
误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明提供的智能电动牙刷的剖视结构示意图。
20.图2是本发明提供的智能电动牙刷的电路结构示意图。
21.图3是本发明提供的智能电动牙刷的工作方法流程示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图及具体实施例来对本发明作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明示例的实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
23.应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
24.应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a、单独存在b或者同时存在a和b等三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a或者同时存在a和b等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
25.实施例一如图1～3所示，本实施例提供的所述基于mcu芯片的智能电动牙刷，包括有手柄体1和至少一个分离式牙刷头2，其中，所述至少一个分离式牙刷头2中的各个分离式牙刷头2能够分别与所述手柄体1组装成牙刷，所述各个分离式牙刷头2分别内置有用于唯一标记对应牙刷头的无源标签21；所述手柄体1包括有筒状外壳11、按键模块12、人体特征采集模块13、阅读器模块、柔性电路板15和电机16，其中，所述筒状外壳11的一端设置有轴孔，所述按键模块12和所述人体特征采集模块13分别嵌设在所述筒状外壳11的外表面上，所述阅读器模块、所述柔性电路板15和所述电机16分别设置在所述筒状外壳11的内部，所述柔性电路板15布置有基于mcu芯片的控制电路，所述电机16的输出端161伸出所述轴孔，以便可拆卸连接所述分离式牙刷头2；所述按键模块12，通信连接所述控制电路，用于将生成的牙刷启动指令传送至所述控制电路；所述人体特征采集模块13，通信连接所述控制电路，用于将采集获取的人体特征信息传送至所述控制电路；所述阅读器模块，通信连接所述控制电路，用于阅读位于当前在用刷头中的无源标签21，获取对应的标签信息，并将该标签信息传送至所述控制电路，其中，所述当前在用刷头是指当前与所述电机16的输出端可拆卸连接的分
离式牙刷头2；所述控制电路，通信连接所述电机16的受控端，用于在收到所述牙刷启动指令后，根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块13实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，若是，则中止向所述电机16发送启动控制信号，否则向所述电机16发送所述启动控制信号，以便通过所述电机16驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
26.如图1～2所示，在所述智能电动牙刷的具体结构中，所述手柄体1用于承载电动牙刷的电动机芯，以便在与某个分离式牙刷头2组装成牙刷后，可通过所述电机16的快速旋转或振动作用使该刷头产生高频振动，实现电动牙刷的目的。所述分离式牙刷头2与所述手柄体1组装成牙刷的方式可采用常规的插接配合方式。在所述手柄体1的具体结构中，所述筒状外壳11、所述按键模块12和所述电机16为电动牙刷的常规配置，例如所述按键模块12为启动/停止按键；所述人体特征采集模块13用于采集获取当前牙刷使用者的人体特征信息，例如指纹、声纹和气味特征等信息；所述阅读器模块用于基于rfid（radio frequency identification ，射频识别，其原理为在阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的）技术阅读位于当前在用刷头中的无源标签21，获取对应的标签信息，以便所述控制电路识别所述当前在用刷头，为了确保识别正确性，所述阅读器模块可采用电感耦合原理，并通过工作频率选择方式和/或工作功率控制方式使阅读距离不超过5cm，以免阅读到未与所述电机16的输出端可拆卸连接的分离式牙刷头2。所述柔性电路板15用于布置基于mcu芯片的所述控制电路和其他电路，由于其具有柔性特点，可利于在所述筒状外壳11中安装，所述控制电路可以但不限于采用型号为hc18p015ao的mcu主控芯片及其外围电路。
27.所述控制电路为所述智能电动牙刷的智能化核心，可以但不限于用于根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块13实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，以便在是时中止通过所述电机16驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作，从而可以实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。
28.优选的，如图3所示，所述智能电动牙刷的工作方法，由所述智能电动牙刷中的且基于mcu芯片的控制电路执行，包括但不限于有如下步骤s1～s5。
29.s1.在收到由按键模块12传来的牙刷启动指令后，启用阅读器模块阅读位于当前在用刷头中的无源标签21。
30.s2.在收到由所述阅读器模块传来的标签信息后，根据该标签信息从本地存储单元中查找是否存在预先绑定的人体特征样本信息。
31.s3.若存在，则启用人体特征采集模块13对当前牙刷使用者进行人体特征采集。
32.s4.在收到由所述人体特征采集模块13传来的第一人体特征信息后，对该第一人体特征信息与所述人体特征样本信息进行匹配对比，得到匹配结果。
33.s5.若所述匹配结果指示不匹配，则判定所述当前牙刷使用者误用牙刷头，中止向电机16发送启动控制信号，否则判定所述当前牙刷使用者未误用牙刷头，向所述电机16发送所述启动控制信号，以便通过所述电机16驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
34.在所述步骤s2中，需要提前将标签信息与人体特征样本信息进行绑定存储，若在
所述本地存储单元中不存在预先绑定的人体特征样本信息，则说明所述当前在用刷头还未分配给某个人员，此时可以但不限于按照如下步骤s21～s24将所述当前在用刷头分配给所述当前牙刷使用者。
35.s21.若不存在，则启用人体特征采集模块13对当前牙刷使用者进行人体特征采集。
36.s22.在收到由所述人体特征采集模块13传来的第二人体特征信息后，等待所述按键模块12发送新的指令。
37.s23.在按期收到由所述按键模块12传来的绑定确认指令后，将所述第二人体特征信息与所述标签信息绑定存储在所述本地存储单元，以便将所述第二人体特征信息作为与所述标签信息对应的人体特征样本信息。
38.s24.向电机16发送启动控制信号，以便通过所述电机16驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。
39.在所述步骤s23中，所述按期可以举例为1分钟内。
40.优选的，所述手柄体1还包括有提示模块17，其中，所述提示模块17的受控端通信连接所述控制电路。如图1～2所示，所述提示模块17用于在判定当前牙刷使用者误用牙刷头时，发出提示信息，以便当前牙刷使用者换下错误的牙刷头。所述提示模块17可以但不限于为报警灯、蜂鸣器或声光报警器等。
41.优选的，所述手柄体1还包括有可充电电池180和充电接口181，所述柔性电路板15上还布置有充放电电路、稳压电路和电池电量检测电路，其中，所述可充电电池180设置在所述筒状外壳11的内部，所述充电接口181嵌设在所述筒状外壳11的外表面上；所述可充电电池180电连接所述充放电电路，所述充放电电路分别电连接所述充电接口181和所述稳压电路，所述稳压电路的输出端电连接所述控制电路的供电端；所述电池电量检测电路的输入端电连接所述可充电电池180，所述电池电量检测电路的输出端通信连接所述控制电路的输入端。如图2所示，所述可充电电池180用于为所述控制电路等提供电能，可举例采用大容量锂电池，以便使整个设备的续航时间最高可达3小时，并可反复充电使用。所述充放电电路用于实现对所述可充电电池180的充电及放电，并保护充电及放电过程的正常进行，其可采用现有电路实现。所述充电接口181可嵌设在所述筒状外壳11的外周表面上，以便外接市电，具体可采用现有常规接口电路实现，例如usb（universal serial bus，通用串行总线）充电接口。所述稳压电路用于为所述控制电路等的供电端提供适配的工作电压，也可以采用现有电路实现。所述电池电量检测电路用于检测所述可充电电池180的电量，以便所述控制电路还可判断所述可充电电池180的电量是否低于告警阈值，并在是时通过所述提示模块17发出电池电量告警消息。此外，所述电池电量检测电路可采用型号为kf2009的电压检测芯片及其外围电路实现。
42.优选的，所述人体特征采集模块13采用气敏传感器，并嵌设在所述筒状外壳11的且靠近牙刷头的一端外表面上。如图1所示，由于气敏传感器是一种用于检测气体浓度和成分的传感器，因此可以采集人体发散出来的气味特征信息（例如人体口气中的气味特征信息），实现人体特征信息采集目的，并且不需要人体做出特别动作，可提升用户使用体验。当然，也可以采用指纹采集器等器件来实现人体特征信息采集目的。
43.优选的，所述阅读器模块包括有第一环形天线141和阅读器电路，其中，所述第一
环形天线141设置在所述筒状外壳11的且靠近牙刷头的一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述阅读器电路布置在所述柔性电路板15上且电连接所述第一环形天线141，所述阅读器电路通信连接所述控制电路。如图1所示，通过前述的阅读器侧天线的位置设计，可以实现基于电感耦合原理的阅读方式，并使阅读器模块尽可能地靠近位于所述当前在用刷头中的无源标签21，进一步避免阅读到未与所述电机16的输出端可拆卸连接的分离式牙刷头2，提升识别准确性。
44.优选的，所述无源标签21包括有第二环形天线211和标签电路212，其中，所述第二环形天线211设置在所述分离式牙刷头2的且靠近手柄体的非刷毛体一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述标签电路212内置在所述分离式牙刷头2的非刷毛体中部，并电连接所述第二环形天线211。如图1所示，通过前述的标签侧天线的位置设计，可以实现基于电感耦合原理的阅读方式，并使位于所述当前在用刷头中的无源标签21尽可能地靠近位于所述手柄体1中的阅读器模块，进一步避免阅读到未与所述电机16的输出端可拆卸连接的分离式牙刷头2，提升识别准确性。
45.综上，采用本实施例所提供的基于mcu芯片的智能电动牙刷及其工作方法，具有如下技术效果：(1)本实施例提供了一种能够自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的电动牙刷方案，即通过在各个分离式牙刷头中内置用于唯一标记对应牙刷头的无源标签，以及在手柄体中配置筒状外壳、按键模块、人体特征采集模块、阅读器模块、电机和基于mcu芯片的控制电路，可使该控制电路能够根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，以便在是时中止通过所述电机驱动当前在用刷头执行刷牙动作，从而可以实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。
46.最后应说明的是，本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

技术特征：
1.一种基于mcu芯片的智能电动牙刷，其特征在于，包括有手柄体（1）和至少一个分离式牙刷头（2），其中，所述至少一个分离式牙刷头（2）中的各个分离式牙刷头（2）能够分别与所述手柄体（1）组装成牙刷，所述各个分离式牙刷头（2）分别内置有用于唯一标记对应牙刷头的无源标签（21）；所述手柄体（1）包括有筒状外壳（11）、按键模块（12）、人体特征采集模块（13）、阅读器模块、柔性电路板（15）和电机（16），其中，所述筒状外壳（11）的一端设置有轴孔，所述按键模块（12）和所述人体特征采集模块（13）分别嵌设在所述筒状外壳（11）的外表面上，所述阅读器模块、所述柔性电路板（15）和所述电机（16）分别设置在所述筒状外壳（11）的内部，所述柔性电路板（15）布置有基于mcu芯片的控制电路，所述电机（16）的输出端（161）伸出所述轴孔，以便可拆卸连接所述分离式牙刷头（2）；所述按键模块（12），通信连接所述控制电路，用于将生成的牙刷启动指令传送至所述控制电路；所述人体特征采集模块（13），通信连接所述控制电路，用于将采集获取的人体特征信息传送至所述控制电路；所述阅读器模块，通信连接所述控制电路，用于阅读位于当前在用刷头中的无源标签（21），获取对应的标签信息，并将该标签信息传送至所述控制电路，其中，所述当前在用刷头是指当前与所述电机（16）的输出端可拆卸连接的分离式牙刷头（2）；所述控制电路，通信连接所述电机（16）的受控端，用于在收到所述牙刷启动指令后，根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块（13）实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，若是，则中止向所述电机（16）发送启动控制信号，否则向所述电机（16）发送所述启动控制信号，以便通过所述电机（16）驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。2.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述手柄体（1）还包括有提示模块（17），其中，所述提示模块（17）的受控端通信连接所述控制电路。3.如权利要求2所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述手柄体（1）还包括有可充电电池（180）和充电接口（181），所述柔性电路板（15）上还布置有充放电电路、稳压电路和电池电量检测电路，其中，所述可充电电池（180）设置在所述筒状外壳（11）的内部，所述充电接口（181）嵌设在所述筒状外壳（11）的外表面上；所述可充电电池（180）电连接所述充放电电路，所述充放电电路分别电连接所述充电接口（181）和所述稳压电路，所述稳压电路的输出端电连接所述控制电路的供电端；所述电池电量检测电路的输入端电连接所述可充电电池（180），所述电池电量检测电路的输出端通信连接所述控制电路的输入端。4.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述人体特征采集模块（13）采用气敏传感器，并嵌设在所述筒状外壳（11）的且靠近牙刷头的一端外表面上。5.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述阅读器模块包括有第一环形天线（141）和阅读器电路，其中，所述第一环形天线（141）设置在所述筒状外壳（11）的且靠近牙刷头的一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述阅读器电路布置在所述柔性电路板（15）上且电连接所述第一环形天线（141），所述阅读器电路通信连接所述控制电路。
6.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述无源标签（21）包括有第二环形天线（211）和标签电路（212），其中，所述第二环形天线（211）设置在所述分离式牙刷头（2）的且靠近手柄体的非刷毛体一端，并与所述轴孔同轴心线设置；所述标签电路（212）内置在所述分离式牙刷头（2）的非刷毛体中部，并电连接所述第二环形天线（211）。7.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述阅读器模块采用电感耦合原理，并通过工作频率选择方式和/或工作功率控制方式使阅读距离不超过5cm。8.如权利要求1所述的智能电动牙刷，其特征在于，所述控制电路采用型号为hc18p015ao的mcu主控芯片及其外围电路。9.一种智能电动牙刷的工作方法，其特征在于，所述智能电动牙刷采用如权利要求1～8任意一项所述的智能电动牙刷，所述工作方法由所述智能电动牙刷中的且基于mcu芯片的控制电路执行，包括：在收到由按键模块（12）传来的牙刷启动指令后，启用阅读器模块阅读位于当前在用刷头中的无源标签（21）；在收到由所述阅读器模块传来的标签信息后，根据该标签信息从本地存储单元中查找是否存在预先绑定的人体特征样本信息；若存在，则启用人体特征采集模块（13）对当前牙刷使用者进行人体特征采集；在收到由所述人体特征采集模块（13）传来的第一人体特征信息后，对该第一人体特征信息与所述人体特征样本信息进行匹配对比，得到匹配结果；若所述匹配结果指示不匹配，则判定所述当前牙刷使用者误用牙刷头，中止向电机（16）发送启动控制信号，否则判定所述当前牙刷使用者未误用牙刷头，向所述电机（16）发送所述启动控制信号，以便通过所述电机（16）驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，在根据该标签信息从本地存储单元中查找是否存在预先绑定的人体特征样本信息之后，所述方法还包括：若不存在，则启用人体特征采集模块（13）对当前牙刷使用者进行人体特征采集；在收到由所述人体特征采集模块（13）传来的第二人体特征信息后，等待所述按键模块（12）发送新的指令；在按期收到由所述按键模块（12）传来的绑定确认指令后，将所述第二人体特征信息与所述标签信息绑定存储在所述本地存储单元，以便将所述第二人体特征信息作为与所述标签信息对应的人体特征样本信息；向电机（16）发送启动控制信号，以便通过所述电机（16）驱动所述当前在用刷头执行刷牙动作。

技术总结
本发明涉及电动牙刷技术领域，公开了一种基于MCU芯片的智能电动牙刷及其工作方法，即通过在各个分离式牙刷头中内置用于唯一标记对应牙刷头的无源标签，以及在手柄体中配置筒状外壳、按键模块、人体特征采集模块、阅读器模块、电机和基于MCU芯片的控制电路，可使该控制电路能够根据由所述阅读器模块实时阅读的标签信息和由所述人体特征采集模块实时采集的人体特征信息，判断当前牙刷使用者是否误用牙刷头，以便在是时中止通过所述电机驱动当前在用刷头执行刷牙动作，从而可以实现自动识别当前牙刷使用者与当前在用刷头是否匹配的智能化目的，有效阻止当前牙刷使用者继续误使用别人牙刷头，大大降低感染疾病的风险，便于实际应用和推广。应用和推广。应用和推广。


技术研发人员：张金弟 王铭义 杨磊
受保护的技术使用者：上海芯圣电子股份有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/3/8